Symulacja numeryczna ogniw heterozłączowych TiO2/Cu2O(CuO), przy pomocy programu SCAPS

• Autorzy: Sawicka-Chudy P. , Sibiński M. , Cholewa M. , Sosna-Głębska A. , Wisz G.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.08.05

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of TiO2/Cu2O(CuO) heterojunction solar cells using SCAPS

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznej modeli cienkowarstwowych struktur fotowoltaicznych w programie SCAPS. Obliczono podstawowe parametry elektryczne (Jsc, η, VMPP, JMPP) dla standardowych warunków testowych STC (AM1.5G, 100 mW/cm2, 300K) oraz zbadano wpływ warstwy absorbera (Cu2O, CuO) i warstwy buforowej (TiO2) na działanie ogniw słonecznych. Następnie porównano charakterystyki pojemnościowo-napięciowe, Mott Schottky’iego oraz wpływ defektów dla ogniw TiO2/Cu2O oraz TiO2/CuO.

EN

In the presented work, the Cu2O/TiO2 and CuO/TiO2 heterojunction solar cells have been analyzed by the help of Solar Cell Capacitance Simulator (SCAPS). The effect of absorber and buffer layers on the cell photoconversion efficiency, short circuit current density and open circuit voltage were simulated without defects. Next, capacitance-voltage, Mott–Schottky characteristic were calculated and analized. Finally, authors examined the effects of defect density on the efficiency.

Słowa kluczowe

PL

fotowoltaika; ogniwo słoneczne cienkowarstwowe; TiO2/Cu2O; TiO2/CuO; tlenek tytanu; tlenek miedzi; symulacja numeryczna; SCAPS

EN

photovoltaic; thin film solar cell; TiO2/Cu2O; TiO2/CuO; titanium oxide; copper oxide; numerical simulation; SCAPS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 8
• Strony: 17--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sawicka-Chudy P.

• Uniwersytet Rzeszowski, 35-959 Rzeszów

autor

Sibiński M.

• Politechnika Łódzka, ul. Aleja Tadeusza Rejtana 16C ul. Wólczańska 211/215 90-924 Łódź

autor

Cholewa M.

• Uniwersytet Rzeszowski, 35-959 Rzeszów

autor

Sosna-Głębska A.

• Politechnika Łódzka, ul. Aleja Tadeusza Rejtana 16C ul. Wólczańska 211/215 90-924 Łódź

autor

Wisz G.

• Uniwersytet Rzeszowski, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] D. Li, C-J. Chiena, S. Deora, P-Ch. Chang, E. Moulinc J. G. Lu, Prototype of a scalable core–shell Cu2O/TiO2 solar cell, Chem Phys Lett 501, s. 446–50, 2011.
• [2] A.R. Zainun, S. Tomoya, U. M. Noorb, M. Rusop, I. Masaya, New approach for generating Cu2O/TiO2 composite films for solar cell applications Materials Letters 66(1), s. 254–256, 2012.
• [3] S. Hussain, Ch. Cao, Z. Usman, Z. Chena, G. Nabi, W. S. Khan, Z. Ali, F. K.Butt, T. Mahmood, Fabrication and photovoltaic characteristics of Cu2O/TiO2 thin film heterojunction solar cell, Thin Solid Films 522(1), s. 430–434, 2012.
• [4] M. Rokhmat, E. Wibowo, Sutisna, Khairurrijal, M. Abdullah, Performance Improvement of TiO2/CuO Solar Cell by Growing Copper Particle using Fix Current Electroplating Method, Procedia Engineering 170, s. 72 – 77, 2017.
• [5] Y. Luo, L. Wang, Y. Zou, X. Sheng, L. Chang, D. Yang, Electrochemically Deposited Cu2O on TiO2 Nanorod Arrays for Photovoltaic Application, Electrochemical and Solid-State Letters 15(2) s. H34-H36, 2012.
• [6] J. Emsley, Przewodnik po pierwiastkach, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa1997.
• [7] K. Siuzdak, Synteza i właściwości domieszkowanego niemetalami dwutlenku tytanu jako materiału elektrodowego aktywnego w świetle widzialnym, rozprawa doktorska, 2012.
• [8] T. Kasza, Badanie właściwości fotokatalitycznych i charakterystyka fizykochemiczna nanokrystalicznych filmów TiO2 na podłożu ceramicznym, rozprawa doktorska, 2007.
• [9] G. Amin, ZnO and CuO Nanostructures. Low Temperature Growth, Characterization, their Optoelectronic and Sensing Applications, rozprawa doktorska, 2012.
• [10] Abdu, Y. and Musa, A.O, Bayero, COPPER (I) OXIDE (Cu2O) BASED SOLAR CELLS - A REVIEW, Journal of Pure and Applied Sciences, 2(2), s. 8 – 12.
• [11] B. Werner, Model fizyczny cienkowarstwowych modułów fotowoltaicznych II-(III)-VI pracujących w warunkach naturalnych, rozprawa doktorska, 2010.
• [12] A. Niemegeers, S. Gillis, M. Burgelman, A user program for realistic simulation of polycrystalline heterojunction solar cells: SCAPS-1D, Proceedings of the 2nd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (Wien, Österreich, July 1998), JRC European Commission, s. 672-675, 1998.
• [13] M. Sibiński, K. Znajdek, P. Stanisławski, Charakteryzacja cienkowarstwowych ogniw słonecznych na podstawie pomiarów i symulacji ich charakterystyk pojemnościowych, PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 91 NR 9/2015.
• [14] P. Sawicka-Chudy, M. Sibiński, G. Wisz, E. Rybak-Wilusz, M. Cholewa, Numerical analysis and optimization of Cu2O/TiO2, CuO/TiO2, nanostructures PV using SCAPS, artykuł zaakceptowany do Journal of Physics: Conference Series.
• [15] Gou, L., Murphy, C.J.,Solution-phase synthesis of Cu2O nanocubes. Nano Lett 3, s. 231–234, 2003.
• [16] Wang, W.Z., Wang, G.H., Wang, X.S., Zhan, Y.J., Liu, Y.K., Zheng, C.L., 2002. Synthesis and characterization of Cu2O nanowires by a novel reduction route. Adv. Mater. 14, s. 67–69.
• [17] Jun-Yong Parka, Chan-Soo Kimb, Kikuo Okuyamac, Hye-Moon Leed, Hee-Dong Jange, Sung-Eun Leef, Tae-Oh Kima, Copper and nitrogen doping on TiO2 photoelectrodes and their functions in dye-sensitized solar cells, Journal of Power Sources 306, s. 764–771, 2016.
• [18] P. Stanisławski, Stanowisko do pomiarów C-V ogniw słonecznych róznych typów, Politechnika Łódzka, praca magisterska, 2015.
• [19] L. Zhu, Development of Metal Oxide Solar Cells through Numerical Modelling, rozprawa doktorska, 2012.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).